Analyses d’activité et

IHM pour l’éducation :

le projet Pépite

Élisabeth DELOZANNE, Brigitte GRUGEON, Pierre JACOBONI

IUFM de Créteil et d’Amiens, LIUM (Le Mans), DIDIREM (Paris 7)

1 11

IHM2002

IHM2002

Nov 2001

22

2

Plan

Introduction L’interface pour les élèves L’interface pour les enseigants Les utilisations Leçons

Nov 2001

33

3

Contexte : Le projet Lingot

ObjectifsInstrumenter l’activité des enseignants pour

réguler des apprentissages de l’algèbre

Diagnostic : Pepite, un assistant pour évaluer les

compétences des élèves

Apprentissage et remédiationConception de situations d’apprentissage

avec et sans ordinateur indexées par les compétences algébriques

Nov 2001

44

4

Pépite : Conception Équipe :

Didactique (Didirem): Thèse de B. Grugeon (1995), DEA de didactique (A. Lenfant, B. Hasquenoch, S.

Iamarène) Informatique (LIUM)

E. Delozanne, P. Jacoboni Thèse de Stephanie Jean (2000), DEA d’informatique (J. Provost)

Construction d’un prototype expérimenté dans les classes Téléchargement gratuit

Enseignants du secondaire : N. Pernias et M.-T. Giacomo

Déroulement Études de terrain, analyse didactique a priori (1990-1995) Construction de maquettes et prototypes (papier puis delphi), ateliers, tests

avec des élèves (en labo, en classe)Expérimentations auprès d’enseignants (2000-2002)Retour sur les modélisations didactique et informatique, D. Prévit (2002)

Nov 2001

55

5

IHM pour des situations scolaires

2 classes d’utilisateurs Les élèves

Résoudre des problèmes d’algèbre Analyse des tâches fondée sur des travaux de didactique de mathématique Techniques de conception « classiques » en IHM

Les professeurs Établir un bilan des compétences de leurs élèves Inventer de nouveaux scénarios d’usage, de nouvelles pratiques Conception participative Formation des professeurs

… Et même 3 Les chercheurs en didactique

Les convaincre de la faisabilité du recueil de réponses sur machine Disséminer des résultats de recherche en didactique La technologie pour instrumenter l’activité des chercheurs

Mettre en évidence des classes de profils cognitifs Étudier différentes stratégies d’apprentissage et d’enseignement

Nov 2001

66

6

Le logiciel Pépite

PÉPITEST PÉPIPROFIL

Analyse transversale

PÉPIDIAG

Interprétation des données

Utilisateurs: Elèves Professeurs, Chercheurs

Elèves ?Logiciel

Nov 2001

77

7

Copie d’écran pépitest

Nov 2001

88

8

Analyse (didactique) des tâches-élève

Objectifs : règles de formation des expressions algébriquessigne de multiplication non écrit dans les écritures algébriques, rôle des parenthèses et des exposants.

Compétences mises en jeu :Traitement algébrique : Interpréter des expressions algébriquesNiveau de rationalité : Utiliser l’algèbre pour prouver

Tâche (prescrite):Rechercher si les égalités portant sur des expressions algébriques

sont vraies ou fausses.Donner une justification

Justification attendueégalité vraie : justification algébriqueégalité fausse : donner un contre-exemple

Nov 2001

99

9

Analyse (didactique) de la tâche de codage

Solution correcte T1…

Solution correcte et justification inadéquate T2Si l’égalité est vraie :

preuve par des exemples numériques R2 preuve avec utilisation de propriétés énoncées en langage naturel R3 preuve par appel au légal R4

Si l’égalité est fausse : autre justification qu’un contre exemple R3 Solution incorrecte et justification incorrecte T3

a3 a2 = a5 jugée fausse M33Justification : cf. plus haut

Etc.

Nov 2001

1010

10

Codage des réponses de Charlotte

Nov 2001

1111

11

Profil cognitif de l’élève (1)

Nov 2001

1212

12

Profil cognitif de l’élève (2)

Nov 2001

1313

13

Profil cognitif de l’élève (3)

Nov 2001

1414

14

Utilisations de PépiteContexte Situation Données Effectif Concepteur

présent

Test-élèves En classe Questionnaire+observation

120 oui

Recherche Constructions de profils prototypes

3 oui

Form. de formateurs Étude d’un élève donné

Questionnaire+observation

40 oui

Form. Initiale ou continuée

Support de form. à la didactique

Cf. FFO

Questionnaire+observation

100 oui

Utilisations pilotes AI (2nd)

Bilan avant BEPC

Étude de leurs élèves

Observation+entretiens

(à chaud et 1an après)

3 oui

Utilisations spontanées

En classe 7 non

87 téléchargements

Nov 2001

1515

15

Résultats (1)

Interface de codageLes professeurs corrigent et complètent le codage

automatique entraînés : ½ H première fois : 1 H 1/2

Quelques difficultés (didactiques) de codage (Cf. papier crayon)

Différences d’appréciation

En formation sont très intéressésEn classe : pas le temps

Nov 2001

1616

16

Résultats (2)

Interface de présentation des profilsValidité ?

Les profils (corrigés) correspondent à ceux de l’expert

À ceux des prof ? ? Membres du projet Professeurs expérimentés, formateurs de prof

• Dépend de leur approche de l’algèbre Débutants

Correspond au savoir de l’élève ? ?Satisfaction ?

Les didacticiens les utilisent Les enseignants sont très mal à l’aise

Nov 2001

1717

17

Utilisable par les profs? (1)

Ce qu’ils apprécient :

Pépitest leur donne des idées d’exercices inhabituels

Pépite : Les aide à mieux comprendre l’esprit des nouveaux

programmes de mathématiques

Révele des compétences dont ils n’avaient pas conscience

Augmente leur confiance en la réussite de certains élèves en difficulté

Les aide à établir une relation différente avec les élèves à propos de leurs erreurs

Nov 2001

1818

18

Utilisable par les profs? (2) Ce qui les rebute :

Difficultés avec l’utilisation des ordinateurs

Les bogues

Bien pour le lycée mais inadapté en collège

PépiProfil

Jargon didactique

Prend trop de temps

Miroir déformant de leur enseignement

Remet en cause leur conception de l’algèbre

Met en défaut leur compétence professionnelle (didactique, informatique)

Nov 2001

1919

19

Utilisable par les profs? (3) Ce qu’ils demandent:

La possibilité de modifier le test pour l’adapter surtout en collège

Un feedback donné par le logiciel aux élèves

Un profil de la classe

Des propositions de remédiation associées au profil de l’élève

Une formation à l’utilisation du modèle didactique de compétence algébrique

Nov 2001

2020

20

Les perspectives… Informatique

Systématiser et modéliser le diagnostic Pour l’améliorer Pour ouvrir / étendre le logiciel

Plusieurs types de diagnostic selon l’utilisation Plusieurs utilisateurs : chercheur, formateur, enseignant, élève Diagnostic statique / dynamique, automatique/assisté

Didactique profils types et activités de remédiation diagnostic pour l’élève (et en discuter avec lui)

Ergonomie procédures de diagnostic implicites des enseignants expérimentés conditions de prises en main et d’utilisation de Pépite en classe

Formations et autoformations des enseignants

Nov 2001

2121

21

Conclusion

S’appuyer sur une analyse didactique des tâches

pour concevoir le logiciel élèves

sur une méthodologie de conception participative pour concevoir le logiciel enseignants permettant

d’analyser une activité qui n’existait pas sans lui

Intérêt d’un travail pluridisciplinaireconception et tests de prototype pour

Se comprendre Faire surgir de nouvelles questions de recherche Définir des modélisations opérationnelles